JP2631218B2 - 露光制御装置 - Google Patents

露光制御装置

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JP2631218B2 JP62277385A JP27738587A JP2631218B2 JP 2631218 B2 JP2631218 B2 JP 2631218B2 JP 62277385 A JP62277385 A JP 62277385A JP 27738587 A JP27738587 A JP 27738587A JP 2631218 B2 JP2631218 B2 JP 2631218B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (発明の利用分野) 本発明は、ビデオカメラ等のカメラに配置される露光
制御装置の改良に関するものである。
(発明の背景) ビデオカメラにおける露光量は露光時間とその時の絞
り開口とによって決まる。露光時間は一般に1フィール
ド時間であり、NTSC方式において1/60秒、PAL方式にお
いて1/50秒である。従って露光制御を行う場合、一般に
光学系の絞りを調整することにより行っている。又撮像
素子として、電子シャッタ動作が可能なものを使用する
場合は、この電子シャッタを制御して露光時間を制御す
ることも可能である。
以上のことから分かるようにこの種の露光制御装置
は、映像信号レベルが常に一定となるように光学系の絞
り或は撮像素子の電子シャッタをフィードバック制御す
るものである。第9図に従来の露光制御装置の一例を示
す。該図において、1はレンズ、2は絞り(後述の撮像
素子が固体撮像素子であった場合は電子シャッタでも良
い)制御を行い、露光量の制御を行う露光制御回路、3
は撮像素子、4は露光制御信号を発生する信号レベル検
出回路、5は露光制御目標値に相当するレベルを発生す
る電源、6は映像信号出力端子である。
前記構成において、レンズ1を通過した被写体像は撮
像素子3に入射し、ここで映像信号に変換されて信号レ
ベル検出回路4に入力する。又前記映像信号は映像信号
出力端子6を介してビデオ信号を生成するための不図示
の信号処理回路へ入力する。前記信号レベル検出回路4
は入力する映像信号に基づいて露光制御信号を生成し、
該信号を露光制御回路2へ出力する。すると該露光制御
回路2は、前記露光制御信号をもって露光の尺度とし、
これが常に露光制御目標値に相当するレベルを発生する
電源5より入力する一定のレベル値となるように制御す
る。
ここで、前記信号レベル検出回路4では例えば以下の
2種類の内のいずれかの測光が行われてた。
1)全面平均測光 2)ピーク測光 しかし、前記各測光方式においてはそれぞれ次のよう
な欠点を有していた。
1)においては、空或は光源のような高輝度部が画面
内を大きく占めた場合映したい対象物が黒く沈み、又背
景が暗くなった場合被写体が白とびを生じる。
2)においては、画面内の一部に僅かでも高輝度部が
入った来た場合、画面全体が暗く沈む。
また、前記1),2)での欠点をある程度解消できるも
のとして、 3)中央重点測光或はスポット(部分)測光なる測光
方式もあるが、この測光方式においても、画面内で所定
の広さをもつ測光領域に対し、その時の被写体の画面内
での広さがかなり小さい様な場合には、該測光領域内の
映像信号にて露光制御を行おうとしても背景の影響が入
り、逆にその時の被写体の画面内での大きさが前記測光
領域の広さよりかなり大きい様な場合には、該測光領域
内の映像信号にて露光制御を行おうとしても被写体の情
報を充分に得ることができず、適正な露光制御を行えな
いという問題点を有している。さらに、例えばカメラを
若干動かした場合や対象物自体が動いたことにより、画
面中央或はスポット測光部から該対象物が外れると、露
光が変化し、画面の明るさが変化して不自然な印象を与
えるという欠点を有していた。これは特に背景とのコン
トラストが大きい場合、顕著に表れていた。
(発明の目的) 本発明の目的は、画面内での被写体の大きさ及び位置
が変化したとしても、常に最適な露光を与えることので
きる露光制御装置を提供することである。
(発明の特徴) 上記目的を達成するために、本発明は、画面内におい
て位置及び広さを可変とした検出領域の異なる位置にお
いてその内外よりそれぞれ得られる映像信号中の所定の
周波数成分の差情報を算出する第1の算出手段と、前記
検出領域の異なる広さそれぞれにおいてその内外より得
られる映像信号中の所定の周波数成分の差情報を算出す
る第2の算出手段と、該第1及び第2の算出手段により
算出されたそれぞれの差情報より撮影画面内での被写体
の位置及び大きさを判定する判定手段と、該判定手段に
て判定された被写体の位置及び大きさに応じて測光領域
の広さ及び撮影画面内での位置を制御する測光領域制御
手段とを設け、以て、画面内での被写体の位置に測光領
域を移動させると共に、その大きさに測定領域の広さを
合せるようにしたこを特徴とする。
(発明の実施例) 以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明す
る。
第2図は本発明の一実施例を示すブロック図であり、
第9図と同じ部分は同一符号を付してある。
第9図と異なる部分は、測光領域位置制御回路7、該
回路に同期信号(水平及び垂直同期信号)を伝達する同
期信号入力端子8を付加した点と、信号レベル検出回路
を前記測光領域位置制御回路7から指示される測光領域
を通過する映像信号に重きをおいた情報に基づいて露光
制御信号を生成する信号レベル検出回路9としたところ
である。レンズ1を通過した被写体像は撮像素子3に入
射し、ここで映像信号に変換されて信号レベル検出回路
9に入力すると共に、測光領域位置制御回路7にも入力
する。測光領域位置制御回路7は画面内での被写体の位
置に測光領域を追尾させ且つ該被写体に対応した広さに
測光領域の広さを設定(詳細は後述する)し、同期信号
と同期したHV複合信号として画面内での測光領域の位置
及び広さを示す測光領域制御信号を信号レベル検出回路
9に出力する。すると前記信号レベル検出回路9は前記
撮像素子3よりの映像信号と前記測光領域制御信号とに
基づいて露光制御を行うのに必要となる露光制御信号を
生成し、詳しくは例えば露光領域内の映像信号の平均値
を、或は測光領域内の映像信号を全画面の映像信号に重
み付け加算した値を露光制御信号とし、露光制御回路2
へ出力する。露光制御回路2は前述したように、前記露
光制御信号をもって露光の尺度とし、これが常に露光制
御目標値に相当するレベルを発生する電源5より入力す
る一定のレベル値となるように、例えば絞りの開口状態
を制御する。
第1図は前記測光領域位置制御回路7の構成例を示す
ものであり、該図において、101は測光領域広さ設定回
路であり、第3図に示す様に測光領域内輝度レベル検出
回路101a,測光領域の周辺の輝度レベルを検出する測光
領域外輝度レベル検出回路101b,内外の輝度差を算出す
る引算回路101c,該引算回路101cより送られてくる複数
の輝度差情報よりその時の被写体の大きさを判定する被
写体大きさ判定回路101d,判定された被写体の大きさに
測光領域の広さを合せる測光領域広さ制御回路101eから
成る。102は測光領域位置設定回路であり、第4図に示
す様に測光領域内輝度レベル検出回路102a,測光領域の
周辺の輝度レベルを検出する測光領域外輝度レベル検出
回路102b,内外の輝度レベルの差を算出する引算回路102
c,測光領域内外の輝度差よりその時の画面内での被写体
位置を判定する被写体位置判定回路102d、判定された被
写体位置まで測光領域を移動させる測光領域位置移動回
路102eから成る。103は測光領域制御信号発生回路であ
り、画面内での測光領域の位置及び広さを示す信号(同
期信号に同期したHV複合信号として)を発生する。
次に第1図乃至第4図で動作を第5,6図を用いて説明
する。尚第5,6図において、Aは画面、B(B1〜B3)は
その広さが被写体の大きさに応じて変化せられる測光領
域、C(C1,C2)は画面A内に映し出された被写体であ
る。
測光領域広さ設定回路101に映像信号(輝度成分)が
入力することにより、該回路体の測光領域内輝度レベル
検出回路101aは測光領域B(例えばこの測光領域Bは初
期時には画面Aの中央に位置し、その広さは例えばB2の
広さに設定されている)内の輝度レベル検出を行い、測
光領域外輝度レベル検出回路101bは測光領域Bの周辺の
輝度レベル検出を行い、それぞれ輝度レベルの検出結果
を引算回路101cへ出力する。引算回路101cは入力する輝
度レベルの差を求め、被写体大きさ判定回路101dへ出力
する。すると該被写体大きさ判定回路101dは、測光領域
制御信号発生回路103を介して画面A内での測光領域B
の広さをゲート制御等により複数段階に変化させ(第5
図及び第6図では3段階に可変させた例を示してい
る)、それぞれの広さにおける内外の輝度差の最大の測
光領域Bとなるものの広さがその時の被写体Cの画面A
内での大きさとほぼ一致していると判定、つまり画面A
内での被写体Cの大きさを判定する。尚この実施例では
被写体Cの大きさを判定するための検出領域と測光領域
とを対応させているが、専用の検出領域を形成するよう
にしてもよい。測光領域広さ制御回路101eは前記被写体
大きさ判定回路101dにて判定された結果に基づいてその
時の測光領域Bの広さを設定する。ここでは、前述した
ように被写体Cの大きさを判定するための検出領域と測
光領域を対応させているため、内外の輝度差の最大の測
光領域をその時の測光領域Bとして設定することにな
る。
例えば第5,6図において、被写体Cは輝度の均質なも
のであり、かつ背景とのコントラストが大きいものと仮
定する。測光領域B1〜B3のそれぞれの内外の輝度差の絶
対値をa,b,cとすると、第5図のような状態時、つまり
被写体C1が測光領域B3とほぼ同じ大きさか或はそれ以下
の場合、c>b>aとなり、逆に第6図のような状態
時、つまり被写体C2が測光領域B1より大きいか或はほぼ
等しい場合、c<b<aとなる。又被写体Cの大きさが
測光領域B2の広さとがほぼ等しい場合、b<a,cとな
る。すなわち測光領域Bの広さを変化させた場合、内外
の輝度差は被写体Cの大きさが測光領域Bの広さとほぼ
一致した場合に最大となり、それ以上或はそれ以下の大
きさでも減少する。測光領域広さ設定回路101は測光領
域Bの広さを小刻みに変化させ(実施例では先のように
3段階としている)、内外の輝度レベルの差をチェック
し、その差が最大となるように測光領域の広さを設定す
る。これにより、測光領域Bの広さが被写体Cの大きさ
とほぼ一致することになる(第5図の様な状態時には測
光領域B3が、第6図の様な状態時には測光領域B1が、そ
れぞれその時の測光領域として設定される)。
一方測光領域位置設定回路102に映像信号(輝度成
分)が入力することにより(尚該回路の動作は例えば前
記測光領域広さ設定回路101での動作と並行して行われ
るものとする)、該回路内の測光領域内輝度レベル検出
回路102aは前述の様にして広さ制御がなされている測光
領域B内の輝度レベル検出を行い、測光領域外輝度レベ
ル検出回路102はb測光領域Bの周辺の輝度レベル検出
を行い、それぞれ輝度レベルの検出結果を引算回路102c
へ出力する。引算回路102cは出力する輝度レベルの差を
求め、被写体位置判定回路102dへ出力する。被写体位置
判定回路102dは、入力する内外の輝度レベル差を一旦保
持すると共に、測光領域位置信号発生回路103を介して
画面A内での測光領域Bの位置をゲート制御等により上
下左右にシフトさせ、それぞれの位置での内外の輝度差
をさらに得、これらの5つの輝度差情報の内で最も差の
大きかった位置が画面A内での被写体Cの位置であると
判定する。すると測光領域位置移動回路102eは前記算定
された被写体位置まで測光領域Bを移動させる。これに
より画面A内での被写体Cの動きに対してリアルタイム
で測光領域Bの追尾を行うことが可能となる。
測光領域制御信号発生回路103には前述のようにして
設定された画面A内での測光領域Bの広さを示す測光領
域広さ信号と画面A内での測光領域の位置を示す測光領
域位置信号とが入力しており、ここではこれら信号に基
づいて、画面内での測光領域の位置及び広さを示す測光
領域制御信号が生成される。
以上により、画面A内での被写体Cの位置及び大きさ
に対応した測光領域Bの位置及び広さが決定されたこと
になり、この様にして指定された測光領域Bを通過する
例えば映像信号の平均値が、或は該測光領域B内の映像
信号を全画面の映像信号に重み付け加算した値が第2図
の信号レベル検出回路9より露光制御信号として出力さ
れ、露光制御回路2にて該露光制御信号が露光の尺度と
され、これが常に露光制御目標値に相当するレベルを発
生する電源5より入力する一定のレベル値となるよう
に、例えば絞りの開口状態が制御される。そしてこのよ
うな動作はリアルタイムで実行される。よって、被写体
Cに最適な露光制御が可能となる。
第7図は前記測光領域広さ設定回路101内の他の構成
例を示すものであり、第3図の測光領域広さ設定回路10
1と異なるのは、バンドパスフィルタ101fにより映像信
号の輝度成分の高域側である高周波成分を取り出し、測
光領域内高周波成分検出回路101gにより測光領域B内を
通過する高周波成分を検出し、測光領域外高周波成分検
出回路101hにより測光領域Bの周辺を通過する高周波成
分を検出し、この高周波成分の差情報に基づいて被写体
Cの大きさを判定するようにしている点である。更に詳
しく述べると、画面A内での測光領域Bの広さをゲート
制御等により複数段階に変化させ、それぞれの広さにお
ける内外の高周波成分の差の最大の測光領域となるもの
の広さがその時の被写体Cの画面A内での広さとほぼ一
致していると判定し、その最大の測光領域を測光領域B
とするようにしている。
第8図は前記測光領域位置設定回路102内の他の構成
例を示すものであり、第4図の測光領域位置設定回路10
2と異なるのは、バンドパスフィルタ102fにより映像信
号から輝度成分の高域側である高周波成分を取り出し、
測光領域内高周波成分検出回路102gにより測光領域B内
を通過する高周波成分を検出し、測光領域外高周波成分
検出回路102hにより測光領域Bの周辺を通過する高周波
成分を検出し、この高周波成分の差情報に基づいて被写
体Cの画面内での位置を判定するようにしている点であ
る。更に詳しく述べると、画面A内での測光領域Bの位
置をゲート制御等により上下左右にシフトさせ、それぞ
れの位置における内外の高周波成分の差の最大の測光領
域となる位置がその時の被写体Cの画面A内での位置で
あると判定し、その最大の領域を測光領域Bとするよう
に、つまり測光領域Bを被写体Cの位置まで移動させる
ようにしている。
本実施例によれば、画面A内における被写体Cの大き
さ及び位置を測光領域Bの内外の輝度差域は高周波成分
の差によって判定し、該被写体Cの大きさ及び位置に測
光領域Bの広さ及び位置を合致させるようにしたから、
被写体Cに対して最適な露光を与えることができる。ま
たこれにより、被写対象Cが動いても、或はカメラをパ
ン、ティルトさせた場合においても、自然な画像とする
ことが可能となる。
(発明と実施例の対応) 本実施例において、測光領域内輝度レベル検出回路10
1a,測光領域外輝度レベル検出回路101b,測光領域内高周
波成分検出回路101g,測光領域外高周波成分検出回路101
h,引算回路101cが本発明の第1の算出回路に、測光領域
内輝度レベル検出回路102a,測光領域外輝度レベル検出
回路102b,測光領域内高周波成分検出回路102g,測光領域
外高周波成分検出回路102h,引算回路102cが第2の算出
回路に、被写体大きさ判定回路101d,102dが判定手段
に、測光領域広さ制御回路101e,測光領域位置制御回路1
02eが測光領域制御手段に、それぞれ相当する。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、画面内におい
て位置及び広さを可変とした検出領域の異なる位置にお
いてその内外よりそれぞれ得られる映像信号中の所定の
周波数成分の差情報を算出する第1の算出手段と、前記
検出領域の異なる広さそれぞれにおいてその内外より得
られる映像信号中の所定の周波数成分の差情報を算出す
る第2の算出手段と、該第1及び第2の算出手段により
算出されたそれぞれの差情報より撮影画面内での被写体
の位置及び大きさを判定する判定手段と、該判定手段に
て判定された被写体の位置及び大きさに応じて測光領域
の広さ撮影画面内での位置を制御する測光領域制御手段
とを設け、以て、画面内での被写体の位置に測光領域を
移動させると共に、その大きさに測光領域の広さを合せ
るようにしたから、画面内での被写体の大きさ及び位置
が変化したとしても、常に最適な露光を与えることが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は第2図図示測光領域位置制御回路の構成例を示
すブロック図、第2図は本発明の一実施例を示すブロッ
ク図、第3図は第1図図示測光領域広さ設定回路の構成
例を示すブロック図、第4図は第1図図示測光領域位置
設定回路の構成例を示すブロック図、第5図及び第6図
は画面内での被写体の大きさと測光領域との関係を説明
する図、第7図は第1図図示測光領域広さ設定回路の他
の構成例を示すブロック図、第8図は第1図図示測光領
域位置設定回路の他の構成例を示すブロック図、第9図
は従来の露光制御装置の一例を示すブロック図である。 1……レンズ、2……露光制御回路、3……撮像素子、
5……電源、7……測光領域位置制御回路、9……信号
レベル検出回路、101a,102a……測光領域内輝度レベル
検出回路、101b,102b……測光領域外輝度レベル検出回
路、101c,102c……引算回路、101d……被写体大きさ判
定回路、102d……被写体位置判定回路、101e……測光領
域広さ制御回路、102e……測光領域位置移動回路、101
f,102f……バンドパスフィルタ、101g,102g……測光領
域内高周波成分検出回路、101h,102h……測光領域外高
周波成分検出回路。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画面内に指定される測光領域にて得られた
    映像信号に基づいて露光制御を行う露光制御装置におい
    て、画面内において位置及び広さを可変とした検出領域
    の異なる位置においてその内外よりそれぞれ得られる映
    像信号中の所定の周波数成分の差情報を算出する第1の
    算出手段と、前記検出領域の異なる広さそれぞれにおい
    てその内外より得られる映像信号中の所定の周波数成分
    の差情報を算出する第2の算出手段と、該第1及び第2
    の算出手段により算出されたそれぞれの差情報より撮影
    画面内での被写体の位置及び大きさを判定する判定手段
    と、該判定手段にて判定された被写体の位置及び大きさ
    に大じて前記測光領域の広さ及び撮影画面内での位置を
    制御する測光領域制御手段とを設けたことを特徴とする
    露光制御装置。
  2. 【請求項2】前記所定の周波数成分を映像信号中の輝度
    成分とする特許請求の範囲第1項記載の露光制御装置。
  3. 【請求項3】前記所定の周波数成分を映像信号中の輝度
    成分の高域側の高周波成分とする特許請求の範囲第1項
    記載の露光制御装置。
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